机械设计基础王凤良第五章第五章机械的调速与平衡.pptVIP

1、周期性速度波动及其调节方法 馋死 尚辅网 / 本章教学内容 5.1 机械速度波动的调节 5.2 机械运转的平均角速度和不均匀系数 5.3 机械的平衡 第五章 机械的调速与平衡 驱动力所做的功阻力所做的功 任意瞬时 驱动力所做的功阻力所做的功 驱动力所做的功=阻力所做的功 出现盈功，机械动能增加， 转速增高。 出现亏功，机械动能减少， 转速下降。 机械匀速转动 驱动力所作的功是机械的输入功，阻力所作的功是机械的输出功。 输入功-输出功=机械动能的增减 5.1 机械速度波动的调节 5.1.1 调节机械速度波动的目的和方法 采取措施把机械运转速度波动控制在容许范围之内，以减小其产生的不良影响，称为机械速度波动的调节。 盈功转化为动能，促使机械动能增加。亏功需动能补偿，导致机械动能减小。 速度波动产生的不良后果： ①在运动副中引起附加动压力，加剧磨损，使工作可靠性降低。 ②引起弹性振动，消耗能量，使机械效率降低。 ③影响机械的工艺过程，使产品质量下降。 ④载荷突然减小或增大时，发生飞车或停车事故。 为了减小这些不良影响，就必须对速度波动范围进行调节。 机械速度的波动，是在W驱和W阻不为常量的情况下产生的。其结果是产生冲击、振动，影响机件的强度和寿命，降低运动精度。应尽量避免! 机械运转速度的波动可分为： 周期速度波动 非周期速度波动 1）周期性速度波动的描述 实际机械标牌上标出的转速。 平均速度 工程中通常用计算式 名义转速(额定转速) (13-5) 若巳知?m和δ，则由式(13-6)和(13-5)可得 速度不均匀系数 许用值 反映速度波动不均匀程度 (13-6) 2）周期性速度波动的调节原理 周期可以是 一周（机床主轴、冲床等） 二周（四冲程内燃机） 数周（轧钢机） 调节方法 加转动惯量大的飞轮。增加机械系统的转动惯量。当出现 盈功时，将盈功变为动能储存起来，减少增速幅度；当出现亏功能， 将动能释放出来补偿亏功，使得减速幅度小 后果 波动过大，影响机械系统正常工作。 根本原因 盈亏功呈周期性变化，速度波动也呈周期性变化。 基本要求 确定飞轮的转动惯量J，使机械的 δ [δ] 基本原理 假定：运动系统中，其他构件的动能与飞轮相比，可忽略不计。 当飞轮处于ωmax时，具有动能的最大值Emax； 当飞轮处于ωmin时，具有动能的最小值Emin。 机械的最大盈亏功：一个周期内动能的最大变化量 飞轮设计的转动惯量计算 对于机械传动中盈亏功呈无规律变化，速度波动也是无规律的，当一段时间内总出现盈功，则速度越来越快，造成飞车， 若总出现亏功，速 度会越来越慢，甚 至停车。 2、非周期性速度波动及其调节方法 调节方法： 采用调速器。 5.2.1 平均角速度：ωm 5.2.2 不均匀系数 δ 用来表示机械速度波动的程度 5.2 机械运转的平均角速度和不均匀系数 δ 越小，运动越平稳。 部分机械的许用运转不均匀系数 汽轮发电机 水泵、鼓风机 交流发电机 汽车、拖拉机 直流发电机 金属切削机床 内燃机 轧钢机 纺纱机 冲床、剪床、锻床 压缩机 农业机械 造纸机、织布机 石料破碎机 不均匀系数? 机 器 名 称 不均匀系数? 机 器 名 称 例 在电动机驱动的剪床中,已知剪床主轴上的阻力矩变化曲线Mr-φ如图所示。电动机驱动，可认为驱动力矩Md为常数，电动机转速为1500r/min。求许用不均匀系数δ=0.05时，所需安装在电动机主轴上的飞轮转动惯量。 解 （1）求驱动力矩Md 在一个运动周期中，驱动力矩Md和阻力矩Mr所作的功分别为 根据稳定运转时，一个周期中功相等的原理求出驱动力矩为： （2）确定最大盈亏功Wmax 图中标有正号的面积为盈功，标有负号的面积为亏功。Md-φ与Mr-φ所包围的各小块面积及其所代表的功分别为： 最大盈亏功为 ：S2=1256.3 (J) 若用实心轮飞轮 若用圆环体飞轮 目的 :合理分配机构中各构件的质量，使惯性力得到平衡。 分类 : 刚性回转件平衡 挠性回转件平衡 回转件的平衡 静平衡（宽径比l/D≤1/5的回转件 动平衡（宽径比l/D1/5的回转件） 若机械中包含有作往复运动或作平面运动构件，就整个机构来研究，各构件惯性力和力偶在机架上得到平衡，这类平衡称为机构在机架上的平衡。 机架